Considerando que uma vazão de 0,2 m^3 / s escoa em um canal retangular com 0,4 m de largura do topo e profundidade do escoamento é igual a 0,18 m, determine:
Velocidade média do escoamento

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o exercício pede.
Enunciado resumido: temos uma vazão passando num canal retangular de largura no topo e profundidade do escoamento . Preciso achar a velocidade média do fluxo.
Conteúdo: hidrodinâmica básica de canais abertos, mais especificamente a equação da continuidade.
O que vamos usar:
• Cálculo da área úmida do canal retangular, .
• Equação da continuidade, que diz que é.

Passo 2

Calcular a área da seção molhada do canal.
Teoria: para canais retangulares, a área úmida é simplesmente a largura vezes a profundidade.
A = b · y
Substituindo:
A = 0,4;m ;times; 0,18;m = 0,072;m^2
Isso significa que o fluxo passa por uma “janela” de .

Passo 3

Usar a equação da continuidade para achar a velocidade média.
Teoria: a continuidade em regime permanente diz que a vazão (volume por tempo) é a área vezes a velocidade média:
Q = A cdot Vmédia é
Isolando Vmédia = QA é:
Vmédia = 0,2;m^3/s0,072;m^2 é
Substituindo os valores:
é

Passo 4

Fazendo a divisão:
Vmédia approx 2,777;m/s é
Arredondando de forma prática, fica cerca de .

Resposta

A velocidade média do escoamento é aproximadamente .

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